本发明涉及一种地下空间“防-破-装”一体化智慧应急装备及应用方法，属于地下空间安全应急方面，用于地下空间的灾后快速救援、应急抢修、三维重建以及损害评估。
背景技术：
1、近年来，随着城市化进程的加快，地下空间的利用越来越广泛。然而，地下空间的特殊性，如有限的出入口、复杂的环境条件和低容错性，使得在灾害发生后的应急抢修面临极大挑战。地震、水灾、火灾或人为破坏等突发事件可引发地下空间结构受损，威胁人员安全并可能导致严重的经济损失；因此，高效、可靠的地下空间应急抢修装备显得尤为重要。
2、目前应急救援和抢修主要依赖人力和传统机械设备，不仅效率低下，而且在一些情况下存在较大的安全风险。此外，人力和传统机械设备往往无法应对复杂多变的地下环境，如狭窄空间、有害气体、水淹等特殊条件，限制了快速响应和有效干预的能力。
3、针对以上挑战，虽然一些自动化和机器人技术提出用于地下空间的应急救援和抢修，但大多数解决方案仍存在应对能力不足、适应性差、功能单一和操作复杂等问题。例如，现有技术中的救援机器人往往只能执行单一任务，如侦查或清障，并不能提供一个综合的解决方案来覆盖应急抢修的全过程。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是提供一种综合性地解决地下空间灾后的快速通行、障碍物清除、临时支护和安全监测的地下空间“防-破-装”一体化智慧应急装备及应用方法。
2、本发明采用如下技术方案：
3、本发明地下空间“防-破-装”一体化智慧应急装备包括行走与可展装置、设置在行走与可展装置中的感知模块和智控模块以及设置在行走与可展装置顶部的破拆装置和安装装置，所述破拆装置和安装装置相邻设置。
4、本发明装备的行走与可展装置包括支腿、履带、升降轮胎、伸缩组件、多功能折叠作业平台、快速部署以阻隔水流的折叠防水幕帘、提供爆炸危险环境保护的折叠防爆挡帘、升降及可展液压驱动、垫梁以及连接组件；伸缩组件横向和纵向的设置在支腿之间；所述支腿为若干个且整体呈方形间隔设置，所述履带设置在支腿底部，所述升降轮胎通过矩形牛腿与支腿连接，升降轮胎设置在履带两侧，垫梁安装在支腿顶部，所述伸缩组件间隔或上、下设置在支腿之间，伸缩组件之间及伸缩组件和垫梁之间均通过连接组件连接，所述多功能折叠作业平台设置在伸缩组件上方并通过螺栓连接，所述折叠防水幕帘和折叠防爆挡帘均设置在支腿外侧。
5、本发明装备的破拆装置包括安装在垫梁顶面上的滑移轨道a、滑动安装在滑移轨道a上的破拆基座、安装在破拆基座上的破拆液压驱动、安装在破拆液压驱动上的破拆机械臂、安装在破拆机械臂端部的拆卸工具转换接口以及拆卸安装在拆卸工具转换接口上的拆卸头。
6、本发明装备的安装装置包括安装在垫梁顶面上的滑移轨道b、滑动安装在滑移轨道b上的安装基座以及安装在安装基座上的托举机械臂和驱动组件；所述托举机械臂包括固定安装在安装基座上的竖向支撑臂以及转动安装在竖向支撑臂顶部的横向支撑臂，所述横向支撑臂与驱动组件连接。
7、本发明装备的感知模块包括安装在中间层的多功能折叠作业平台上的视频监控装置、环境监测装置和结构监测装置；所述视频监控装置、环境监测装置和结构监测装置均与智控模块无线连接；视频监控装置包括立体视觉摄像头、激光扫描仪和\或结构光扫描仪；环境监测装置包括温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器、光照强度传感器和\或气体浓度传感器；结构监测装置包括应变传感器、裂缝计、倾角仪和\或测距仪。
8、本发明装备的智控模块包括安装在中间层的多功能折叠作业平台上的智慧决策系统；所述智慧决策系统与视频监控装置、环境监测装置和结构监测装置无线连接；所述智慧决策系统包括数据接收与预处理模块、数据分析与建模模块、决策制定与优化模块以及决策执行与反馈模块；数据接收与预处理模块接收来自感知模块和其他数据源的原始数据，并进行预处理和清洗，以确保数据的准确性和一致性；预处理包括数据去噪、校准和数据格式转换操作；数据分析与建模模块利用机器学习和统计分析技术对预处理后的数据进行分析，建立数据模型，识别出数据中的模式、趋势和规律；决策制定与优化模块根据数据分析的结果和预先设定的策略，制定具体的决策方案，并对这些方案进行优化和评估；决策执行与反馈模块将制定好的决策方案转化为实际行动，并监控执行过程中的情况和结果。
9、本发明装备的支腿为矩形钢箱结构或h形钢；履带包括履带框架、安装在履带框架上的履带轮胎以及安装在履带轮胎上的履带；所述履带框架与支腿底部固定连接；升降轮胎包括与支腿连接的矩形牛腿、安装在矩形牛腿底部的轮胎伸缩组件以及与轮胎伸缩组件相连的轮胎；轮胎伸缩组件与升降及可展液压驱动连接，伸缩组件与升降及可展液压驱动连接，调整支腿横纵向间距；多功能折叠作业平台包括设置在伸缩组件上方的折叠支架以及设置在折叠支架边缘的安全栏杆；升降及可展液压驱动包括可展液压泵、可展液压缸、可展控制阀和可展储油箱；垫梁由h形钢组成，焊接在支腿顶端，且位于伸缩组件的上方，用于支撑破拆装置和安装装置；连接组件由型钢或h形钢焊接而成，与支腿、顶部垫梁之间均采用焊连。
10、本发明装备的地下空间“防-破-装”一体化智慧应急装备的应用方法，采用如下步骤：
11、s1、部署与启动，启动行走与可展装置，伸缩组件调整支腿间距，支腿展开形成稳固基座，通过履带或升降轮胎行至目标位置；多功能折叠作业平台根据现场空间折叠展开形成作业区，再打开折叠防水幕帘和折叠防爆挡帘；
12、s2、感知与评估，通过视频监控装置、环境监测装置和结构监测装置，收集灾损环境和结构数据，将数据传输至智慧决策系统进行数据分析和损害评估，制定初步的抢修策略；
13、s3、三维重建，利用收集到的数据，通过数据分析与建模模块生成受损结构的三维模型；
14、s4、决策与规划，根据三维模型和损害评估，智慧决策系统综合考虑资源、时效和安全因素，拟定详细的抢修策略和行动计划；
15、s5、执行抢修，启动破拆装置和安装装置，破拆机械臂和托举机械臂配合执行，根据需要更换相应的拆卸头并执行具体任务，通过托举机械臂进行安装和加固作业，确保结构安全；
16、s6、实时监控与调整，在抢修中感知模块继续收集作业环境和结构变化数据，智控模块监测任务进度及抢修效果，实时调整抢修策略以应对新发现的问题或变化；
17、s7、作业结束与回撤，完成所有设定的任务后，关闭所有操作模块，撤回折叠防水幕帘和折叠防爆挡帘，收回作业平台和机械臂，通过行走与可展装置将装备移出工作区域。
18、本发明积极效果如下：
19、1.综合性强：本发明集成了破拆、安装和监测的功能，能够覆盖应急抢修的全过程，从而有效应对地下空间灾后的各种情况，如快速通行、障碍物清除、临时支护和安全监测。
20、2.自动化与智能化：本发明的感知模块和智控模块能够自动收集和分析数据，进行三维重建和决策优化，减少了对人力的依赖，提高了应急响应的效率和准确性。
21、3.适应性广：本发明通过升降轮胎和履带两用的行走与可展装置，确保了在各种复杂和狭小空间的通过性及作业实施性；具备很强的越障能力，能够应对最大越障高度可达到30cm以上，越障宽度能够适应至少50cm的障碍物，能够在复杂多变的地下环境中灵活部署和移动，适应不同复杂和狭小空间条件和作业需求，保证了装备在破碎的地形和杂乱的灾后环境中仍能保持流畅的行进。
22、4.安全性高：装备配备的折叠防水幕帘和防爆挡帘可以在水灾和爆炸等危险环境中提供保护，同时多功能折叠作业平台上的安全栏杆也提高了操作人员的安全性。
23、5.实时监控与调整：在抢修过程中，感知模块持续监测作业环境和结构变化，智控模块实时调整抢修策略，确保抢修工作的顺利进行。
24、6.快速部署与回撤：本发明装备能够快速部署到目标位置并完成任务后迅速回撤，极大缩短了应急抢修的时间，提高了应急响应的效率。
25、本发明装备能够自动适应复杂地形，执行破拆、支护、监测和修复等诸多任务，同时实现实时风险评估和智慧预警。
1.一种地下空间“防-破-装”一体化智慧应急装备，其特征在于，其包括行走与可展装置(1)、设置在行走与可展装置(1)中的感知模块(4)和智控模块(5)以及设置在行走与可展装置(1)顶部的破拆装置(2)和安装装置(3)，所述破拆装置(2)和安装装置(3)相邻设置。
2.根据权利要求1所述的一种地下空间“防-破-装”一体化智慧应急装备，其特征在于，所述行走与可展装置(1)包括支腿(101)、履带(102)、升降轮胎(103)、伸缩组件(104)、多功能折叠作业平台(105)、快速部署以阻隔水流的折叠防水幕帘(106)、提供爆炸危险环境保护的折叠防爆挡帘(107)、升降及可展液压驱动(108)、垫梁(109)以及连接组件(110)；伸缩组件(104)横向和纵向的设置在支腿(101)之间；
3.根据权利要求2所述的一种地下空间“防-破-装”一体化智慧应急装备，其特征在于，所述破拆装置(2)包括安装在垫梁(109)顶面上的滑移轨道a(201)、滑动安装在滑移轨道a(201)上的破拆基座(202)、安装在破拆基座(202)上的破拆液压驱动(206)、安装在破拆液压驱动(206)上的破拆机械臂(203)、安装在破拆机械臂(203)端部的拆卸工具转换接口(204)以及拆卸安装在拆卸工具转换接口(204)上的拆卸头(205)。
4.根据权利要求2所述的一种地下空间“防-破-装”一体化智慧应急装备，其特征在于，所述安装装置(3)包括安装在垫梁(109)顶面上的滑移轨道b(301)、滑动安装在滑移轨道b(301)上的安装基座(302)以及安装在安装基座(302)上的托举机械臂(303)和驱动组件(304)；
5.根据权利要求2所述的一种地下空间“防-破-装”一体化智慧应急装备，其特征在于，所述感知模块(4)包括安装在中间层的多功能折叠作业平台(105)上的视频监控装置(401)、环境监测装置(402)和结构监测装置(403)；所述视频监控装置(401)、环境监测装置(402)和结构监测装置(403)均与智控模块(5)无线连接；
6.根据权利要求5所述的一种地下空间“防-破-装”一体化智慧应急装备，其特征在于，所述智控模块(5)包括安装在中间层的多功能折叠作业平台(105)上的智慧决策系统(501)；所述智慧决策系统(501)与视频监控装置(401)、环境监测装置(402)和结构监测装置(403)无线连接；
7.根据权利要求2所述的一种地下空间“防-破-装”一体化智慧应急装备，其特征在于，所述支腿(101)为矩形钢箱结构或h形钢；
8.一种地下空间“防-破-装”一体化智慧应急装备的应用方法，其特征在于，采用如下步骤：
